HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO (OU HIBRIDAÇÃO) Química – Turmas 301 Professor Luiz Antônio Tomaz

HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO Introdução Foi Kekulé, 1858, quem estabeleceu a tetravalência do elemento carbono. HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Friedrich August KEKULE (1829 – 1896)

Assim, a molécula de metano (CH4) costuma ser representada como . . . Introdução Assim, a molécula de metano (CH4) costuma ser representada como . . . HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Fórmula estrutural plana do metano. H I H – C – H Fórmula estrutural plana do metano. HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Introdução Com a descoberta de novos fenômenos químicos, como por exemplo isomeria óptica, houve necessidade de aperfeiçoar o modelo de molécula plana apresentado. HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Introdução Desse modo, Le Bel e Van’t Hoff, em 1874, lançaram a idéia do carbono tetraédrico, portanto espacial. HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Jacobus Henricus [ou Hendricus] van’t Hoff (1852 - 1911). HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Joseph Achille Le Bel (1847 - 1930). HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Modelo de molécula de metano com carbono tetraédrico. HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Introdução Assim, devemos pensar na molécula de metano como sendo tridimensional, onde o átomo de carbono está no centro e os quatro átomos de hidrogênio ao redor. HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Introdução Completando a concepção de Van’t Hoff e Le Bel, assinalamos que o carbono não forma apenas ligação simples, gerando moléculas tetraédricas. HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Introdução Há, também, ligação dupla e ligação tripla, as quais geram moléculas trigonais e lineares. HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Como explicar satisfatoriamente cada uma dessas ligações? Introdução Como explicar satisfatoriamente cada uma dessas ligações? HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Introdução Isso pode ser feito através da Teoria da Hibridização ou Hibridação, que consiste na passagem de um elétron de orbital 2s para orbital 2pz que está vazio. HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

O carbono no estado fundamental Para entender melhor a hibridização do carbono, relembramos a configuração desse elemento e as formas dos orbitais “s” e “p”. HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

O carbono no estado fundamental A configuração eletrônica é obtida através do Diagrama de Pauling . . . HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

O carbono no estado fundamental : 1s2 2s2 2p2. Esta é a configuração eletrônica do carbono. HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

O carbono no estado fundamental O gráfico energético é . . . HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

O carbono no estado fundamental As formas dos orbitais “s’ e “p” são . . . HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

O carbono no estado fundamental Orbital “s” ... HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

O carbono no estado fundamental . . . e orbital “p”. HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Atenção! Embora o carbono possua apenas orbitais “s” e “p” (seu número atômico é baixo), há orbitais de maior complexidade como orbitais “d” e “f” . . . HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Orbitais “d” HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

O carbono no estado fundamental Assim, o átomo de carbono em seu estado normal tem a forma segundo o modelo . . . HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

O carbono no estado fundamental HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

O carbono hibridizado Porém, sabemos que o carbono quando combinado com hidrogênio pode ter forma tetraédrica. HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

No modelo, o carbono é tetraédrico. O carbono hibridizado No modelo, o carbono é tetraédrico. HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Hibridizações do carbono Há três maneiras diferentes de ocorrer hibridização do carbono. HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Hibridização sp3 Na hibridização sp3 um elétron “s” é promovido para o orbital “p” vazio, originando o carbono no estado ativado (intermediário). HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Hibridização sp3 Estado ativado (gráfico energético) HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Em seguida, há “fusão” entre o orbital “s” e os três obtitais “p”. Hibridização sp3 Em seguida, há “fusão” entre o orbital “s” e os três obtitais “p”. Daí, hibridização sp3. HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Hibridização sp3 Carbono hibridizado (gráfico energético) HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

(formas dos orbitais híbridos) Hibridização sp3 Carbono hibridizado (formas dos orbitais híbridos) HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Nas ligações com outros átomos, forma quatro ligações “sigma”. Hibridização sp3 Nas ligações com outros átomos, forma quatro ligações “sigma”. HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

(na molécula de metano) Hibridização sp3 Carbono hibridizado (na molécula de metano) HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Hibridização sp3 Carbono hibridizado (na molécula de etano) HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Hibridização sp2 Na hibridização sp2 um elétron “s” é também promovido para o orbital “p” vazio, originando o carbono no estado ativado (intermediário). HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Hibridização sp2 Entretanto, a “fusão” de orbitais ocorre entre o orbital “s” e dois “p”. Daí, hibridização sp2. HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Hibridização sp2 Carbono hibridizado (gráfico energético) HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Note que um dos orbitais “p” permaneceu puro. Hibridização sp2 Note que um dos orbitais “p” permaneceu puro. HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

(formas dos orbitais híbridos) Hibridização sp2 Carbono hibridizado (formas dos orbitais híbridos) HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Hibridização sp2 Nas ligações com outros átomos, forma três ligações “sigma” e uma “pi”. HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Hibridização sp2 Carbono hibridizado (na molécula de eteno) HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Hibridização sp De forma semelhante, na hibridização sp um elétron “s” é também promovido para o orbital “p” vazio, originando o carbono no estado ativado (intermediário). HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Hibridização sp Agora, a “fusão” de orbitais ocorre entre o orbital “s” e um “p”, permanecendo dois orbitais “p” puros. Daí, hibridização sp. HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Hibridização sp Carbono hibridizado (gráfico energético) HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Hibridização sp Nas ligações com outros átomos, forma duas ligações “sigma” e duas “pi”. HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Hibridização sp Carbono hibridizado (a molécula de etino) HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Encerrando . . . Salientamos que o fenômeno da hibridização não é exclusividade do elemento carbono. HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Encerrando . . . O enxofre, por exemplo, na formação do composto SF6 também apresenta o fenômeno da hibridização. HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO

Mas isso fica para a próxima vez. Encerrando . . . Mas isso fica para a próxima vez. HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO